| ผู้เขียน | สุวนันท์ คีรีวรรณ |
|---|---|
| เผยแพร่ |
เมื่อ “ก๊าซ น้ำมัน ถ่านหิน” หมดไป แล้วอะไรจะสามารถมาแทนสิ่งต่างๆ เหล่านี้ได้?
ปฏิเสธไม่ได้ว่าเราทุกคนเคยตั้งคำถามในลักษณะนี้มาแล้ว เมื่อสิ่งที่เราใช้เป็นพลังงานขับเคลื่อนเครื่องยนต์สร้างกระแสไฟฟ้าหมดไปแล้วมนุษย์จะเอาพลังงานจากไหนมาทดแทน?
10 กว่าปีที่ผ่านมามีเทคโนโลยีหนึ่งเริ่มได้รับความสนใจทั่วโลกรวมทั้งประเทศไทยคือ “เทคโนโลยีฟิวชัน” หรือ “นิวเคลียร์ฟิวชัน” ที่เป็นกระแสขึ้นมาในการพัฒนาศึกษาว่าเป็นแหล่งพลังงานสะอาดที่สามารถมาทดแทนพลังงานอื่นๆ ได้
แม้จะดูเหมือนเป็นเรื่องไกลตัวสำหรับพวกเราคนธรรมดา แต่สิ่งที่ดูไกลตัวจะสร้างประโยชน์ให้กับประชาชนและสามารถผลักดันเศรษฐกิจประเทศไทยภายใต้นโยบาย 4.0 อย่างไรบ้าง? ดังนั้น
สถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน) หรือ สทน. จึงจัดแถลงข่าวและเสวนา “โครงการนิวเคลียร์ฟิวชันและพลาสมา” ขึ้นเป็นครั้งแรกในประเทศไทย
ฟิวชันคืออะไร จุดเด่นอยู่ตรงไหน?
“ฟิวชัน” เป็นหลักการที่มีพลังงานปล่อยออกมา อย่างที่ใจกลางของดวงอาทิตย์ มีความกดดันจากแรงโน้มถ่วงมหาศาลทำให้เกิดปฏิกิริยาฟิวชัน ที่อุณหภูมิสูงในระดับ 10 ล้านองศาเซลเซียสแต่บนโลกมีความดันต่ำกว่ามาก การจะทำให้เกิดปฏิกิริยาฟิวชันต้องใช้อุณหภูมิที่สูงกว่า 100 ล้านองศาเซลเซียส
ปัจจุบันยังไม่มีวัตถุใดบนโลกที่สามารถคงรูปอยู่ได้เมื่อสัมผัสกับอุณหภูมิที่สูงขนาดนั้น การทำให้เกิดปฏิกิริยาฟิวชัน นักวิทยาศาสตร์ต้องหาวิธีการแก้ปัญหาเรื่องการกักเก็บก๊าซที่ร้อนจัด (super-heated gas) หรือพลาสมา (plasma) ให้รวมกลุ่มกันอย่างหนาแน่นในสนามแม่เหล็กรูปวงแหวนหรือโดนัท
เชื้อเพลงที่ดีที่สุดของปฏิกิริยาฟิวชัน ประกอบด้วยไฮโดรเจน 2 ชนิด หรือ 2 ไอโซโทป คือ deuterium กับ tritium ซึ่งแต่เดิมสกัดออกมาจากน้ำที่มีอยู่ปริมาณมากและพบทั่วไป ต่อมาภายหลังสามารถผลิตได้จากลิเทียม (lithium) ซึ่งเป็นธาตุที่มีอยู่ปริมาณมากบนเปลือกโลก
ก๊าซไฮโดรเจนซึ่งอยู่ใจกลางดวงอาทิตย์มีอุณหภูมิและแรงดันสูงมากจนหลอมรวมกันเป็นก๊าซฮีเลียม แผ่พลังงานออกมาอย่างมหาศาล เป็นความร้อนและแสงสว่าง เรียกปฏิกิริยานี้ว่า “ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน”
ที่น่าสนใจคือ ปฏิกิริยาฟิวชันแตกต่างจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงอื่น ตรงที่ไม่มีก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งเป็นสาเหตุหนึ่งของปรากฏการณ์เรือนกระจกที่ทำให้โลกร้อน
ฉะนั้น เมื่อความต้องการพลังงานสูงขึ้น เเต่ปริมาณน้ำมัน ก๊าซธรรมชาติ และถ่านหินลดลง “ฟิวชัน” จึงเป็นทางเลือกที่มีความปลอดภัยและสะอาดกว่า
สอดคล้องกับเเนวคิดของสถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติ ที่ให้คำอธิบายว่า พลังงานฟิวชันเป็นพลังงานแห่งอนาคต สามารถสร้างพลังงานมหาศาลเพื่อตอบสนองความต้องการของมนุษย์ได้อย่างเพียงพอ เพราะเชื้อเพลิงมีอยู่มากมายในธรรมชาติ สามารถสกัดจากน้ำทะเล อีกทั้งยังไม่มีการปล่อยก๊าซเรือนกระจก และไม่มีสารกัมมันตรังสีเกิดขึ้น ฉะนั้น จึงเป็นพลังงานที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมอย่างมากอีกด้วย
นอกจากนี้ เมื่อเปรียบเทียบกับพลังงานจากเชื้อเพลิงอื่นๆ เช่น แสงอาทิตย์ ลม น้ำมัน ก๊าซธรรมชาติ ในน้ำหนักเชื้อเพลิงที่เท่ากัน พลังงานฟิวชันจะให้พลังงานมากกว่าน้ำมันพันเท่า จึงเป็นพลังงานคุ้มค่ามาก ซึ่งในอนาคต
พลังงานน้ำมันและก๊าซธรรมชาติซึ่งเป็นพลังงานหลักในปัจจุบันจะหมดไปพลังงานฟิวชันจะเข้ามาแทนอย่างไม่ต้องกังวลใจ
ความท้าทาย-พัฒนา ‘ฟิวชัน’ สู่นวัตกรรมใหม่
แม้พลังงานฟิวชันจะเป็นแหล่งพลังงานสะอาด แต่เรายังขาดเทคโนโลยีบางอย่างจึงไม่สามารถควบคุมมันได้ดีพอ ทำให้ไม่สามารถพัฒนาไปสู่โรงไฟฟ้าได้
ดังนั้น จึงเกิดโครงการ ITER หรือ International Thermonuclear Experimental Reactor ซึ่งเป็นการรวมตัวกันเพื่อทดลองด้านฟิวชัน โดยสหภาพยุโรป สหรัฐอเมริกา รัสเซีย จีน ญี่ปุ่น เกาหลีใต้ และอินเดีย
Dr.Jean Jacquinot คณะกรรมการที่ปรึกษาโครงการ ITER ระบุว่า ปัจจุบันมีการรวมตัวกันระดับนานาชาติในการทำงานเพื่อพัฒนาเทคโนโลยีฟิวชัน ที่จะก่อให้เกิดการพัฒนาเทคโนโลยีฟิวชันแบบก้าวกระโดดซึ่งจะสามารถสร้างโรงไฟฟ้าฟิวชันได้ในอนาคตอันใกล้
(ซ้ายบน) เครื่องปฏิกรณ์ปรมาณูของไทย (ขวาบน) นิทรรศการแสดงผลงานของ สทน.
โดยโครงการ ITER จะเริ่มทดลองในปี ค.ศ.2025 เพื่อพิสูจน์ศักยภาพของเทคโนโลยีฟิวชันในการพัฒนาไปสู่โรงไฟฟ้าฟิวชัน ITER ตั้งเป้าให้ผลิตพลังงานฟิวชันได้ถึง 500 เมกะวัตต์ กำลังอยู่ในช่วงการก่อสร้างที่เมือง คาดาราช ประเทศฝรั่งเศส
ฉะนั้น ถึงแม้การศึกษาเทคโนโลยีฟิวชันปัจจุบันยังไม่สำเร็จ เเต่ก็มีการค้นคว้าต่อเนื่อง จนได้ข้อมูลน่าสนใจไม่น้อย
Dr.Tuong Hoang ที่ปรึกษากรรมการสถานบันวิจัย Magnetic Fusion ประเทศฝรั่งเศส ให้ข้อมูลว่าการพัฒนาเทคโนโลยีฟิวชันมีความท้าทายอยู่ 2 ประเด็น คือเรื่อง “วัสดุศาสตร์” และ “เรื่องตัวนำยิ่งยวด”
“ในการสร้างโรงไฟฟ้าต้องอาศัยวัสดุที่ทนความร้อนได้สูงมาก ซึ่งในปัจจุบันนักวิจัยกำลังเร่งพัฒนาเพื่อสร้างวัสดุดังกล่าวและพบว่าสามารถสร้างวัสดุทนความร้อนได้ใกล้เคียงกับที่ต้องการแล้ว อีกเรื่องคือ เรื่องตัวนำยิ่งยวด หรือ superconductor ที่มีประสิทธิภาพสูง ตัวนำยิ่งยวดเป็นสิ่งจำเป็นในการสร้างสนามแม่เหล็กในระดับที่ต้องการ อีกทั้งต้องสามารถใช้งานได้อย่างต่อเนื่องเป็นเวลานานเพื่อพัฒนาไปสู่โรงไฟฟ้าได้นับเป็นเรื่องที่ท้าทายอย่างยิ่ง” Dr.Tuong Hoang กล่าว
นอกจากนี้ ยังพบว่าหลายประเทศที่ดำเนินการพัฒนาเทคโนโลยีฟิวชันมีการนำมาต่อยอดเพื่อสร้างนวัตกรรมและการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น ประเทศญี่ปุ่น และ เกาหลีใต้ ได้นำองค์ความรู้ด้านพลาสมาไปประยุกต์ใช้ทางการแพทย์และการเกษตร ก่อให้เกิดผลิตภัณฑ์ใหม่ๆ ที่น่าสนใจ ประเทศจีน ได้นำเทคโนโลยีตัวนำยิ่งยวด
ไปพัฒนาสู่การประยุกต์ด้านการแพทย์ เช่น การสร้างเครื่องโปรตอนเทราปีเพื่อบำบัดมะเร็ง ซึ่งจีนสามารถเรียนรู้และสร้างได้ด้วยตนเอง หรือเทคโนโลยีวัสดุทนความร้อน สามารถใช้ในอุตสาหกรรมอวกาศหรือการบินได้
พลังงานฟิวชันสู่ไทยแลนด์ 4.0
สำหรับประเทศไทยนั้น ผู้เชี่ยวชาญด้านฟิวชันระดับโลกจากหลายประเทศมองว่า ไทยสามารถเข้ามาสนับสนุนโครงการ ITER ได้หลายเรื่อง เพราะมีบุคลากรที่เข้มแข็งมากในหลายด้าน เช่น วัสดุศาสตร์ นิวเคลียร์ และรังสี ซึ่งสามารถใช้ความเข้มแข็งเหล่านี้มาช่วยสนับสนุนได้ อีกทั้งเยาวชนไทยมีศักยภาพการพัฒนาเยาวชนเข้าสู่การวิจัยในด้านเทคโนโลยีฟิวชันและเทคโนโลยีใกล้เคียง จะได้บุคลากรที่เชี่ยวชาญเทคโนโลยีขั้นสูงและจะเป็นประโยชน์กับการพัฒนาประเทศในอนาคต
ดร.พรเทพ นิศามณีพงษ์ ผู้อำนวยการสถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติ ระบุว่า สำหรับประเทศไทยมีความสนใจในเทคโนโลยีฟิวชันมามากกว่า 10 ปี ขยายผลจนเกิดเป็นความร่วมมือระหว่าง สทน. และมหาวิทยาลัยทั่วประเทศ และมีการเชิญนักวิจัยชั้นนำทั่วโลกมาให้ความรู้อย่างต่อเนื่อง เรายังได้รับการสนับสนุนด้านเครื่องมือวิจัยจากประเทศจีน ฝรั่งเศส และญี่ปุ่น เเต่เรื่องฟิวชันก็ยังถือว่าเป็นเรื่องใหม่สำหรับประเทศไทย และเป็นเรื่องที่ท้าทายมาก
“การพัฒนาเรื่องฟิวชันสำหรับไทยเรามีนักวิจัยที่เชี่ยวชาญเทคโนโลยีชั้นสูง เช่น ด้านหุ่นยนต์ ด้านวัสดุทนความร้อนสูง เป็นต้น บุคลากรเหล่านี้จะเป็นกำลังสำคัญในการพัฒนาเทคโนโลยีและนวัตกรรม เช่น เครื่องพลาสมาสำหรับการแพทย์ เพื่อรักษาแผลซึ่งทาง สทน. และมหาวิทยาลัยได้ร่วมกันพัฒนาเครื่องต้นแบบ และพัฒนาต่อยอดไปสู่รูปแบบของธุรกิจในอนาคต เทคโนโลยีพลาสมาสามารถนำไปใช้ในการเผาขยะซึ่งมีความสะอาดและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมสูงมาก ในอนาคตจะมีเรื่องของวัสดุทนความร้อนสูงที่ไปใช้ในอุตสาหกรรมรถยนต์ด้วย”
เป็นความท้าทายแห่งอนาคต หากการพัฒนาพลังงานฟิวชันประสบความสำเร็จจะทำให้ประเทศไทยพัฒนาไปสู่ยุคไทยแลนด์ 4.0 อย่างไรบ้าง
